[发明专利]海洋移动目标的磁通探测方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性目标探测技术领域，具体来说，本发明涉及一种利用无源磁通探测技术实现对移动磁性目标的探测。

背景技术

随着我国海洋探索的不断深入，对海洋中的水面船只、水下航行器、掠海飞行器等活动的监测日益重要。为保障我国海洋权益，必须对这些活动目标实行有效探测。现阶段，针对海洋船只等目标的探测手段主要依靠声学探测，声学探测属于主动探测，随着各种反侦察技术的发展，海洋目标针对声学探测采用降噪、吸声等手段，有效降低了被侦测的可能性，同时小型潜航器等设备由于尺度小，无法被声学手段探测，这些给我国海洋安全提出了挑战。

本发明提出利用磁通探测的方法作为一种新的非接触、无源探测手段，能够对海洋磁性移动目标进行有效探测。

本发明所采用的磁通探测方法是一种全新的针对磁性目标探测方法，它打破以往依靠声波等主动、有源探测手段的限制，以其被动、无源、可靠的特点，成为解决海洋非接触探测问题新的途径。

发明内容

经过不懈的研究，本发明人出乎意料地发现通过利用在水中布设磁通感应线圈捕获海洋移动磁性目标引起的磁通信号变化，从而能够获得海洋磁性目标移动的特征信息，实现高精度地非接触探测。因此，本发明的目的在于提供一种海洋磁性目标的磁通探测方法。

本发明目的是通过如下技术方案实现：

一种海洋磁性目标的磁通探测方法，包括制作磁通感应线圈，将磁通感应线圈布置在海底的一定位置，当移动磁性目标经过感应线圈上方时，引起线圈内磁通量的变化，磁通量变化经电缆连接到陆地信号处理系统进行信号处理(数据处理)，实现对海洋移动磁性目标的非接触式被动探测。

其中，海底的磁通感应线圈阵列排列，彼此互连。

其中，磁通感应线圈产生的感应信号通过陆地信号处理系统进行信号处理，得到一条反应畸变磁场的感应信号曲线，通过对该曲线的时频分析，得出目标的磁性大小、距线圈距离以及移动速度的参数信息，实现对目标的探测。

其中，磁通感应线圈在缠绕线圈的过程中，线圈走线成螺旋排列，每个感应线圈框单独引信号线至陆地信号处理系统，对信号进行采集，所采信息进行处理处理，并使用时频相空间谱解析出目标的特征磁通纹，反演出被测目标与线圈的距离，被测目标的移动速度，被测物的运动方向以及被测物体的部分本征信息，实现探测。

其中，所述方法具体包括以下步骤：

第一步，确定磁通线圈布设条件，目标海域水深H；被测目标本征信息，包括运动速度V及磁矩M；

第二步，单磁通感应线圈绕制，线圈匝数N，其中，根据水深H、被测目标移动速度V、磁矩M选择N的取值范围1≤N≤1000；

第三步，由单磁通感应线圈作为磁性探测单元沿直线排布成螺旋阵列，相邻线圈的绕线方向相反。目标单个线圈长度为L₁、宽度W₁，L₁取值范围2米≤L₁≤20米。单个线圈宽度W₁与水深H、目标磁矩M、目标尺度大小相关，取值范围2米≤W₁≤100米。将螺旋阵列单元设置在目标海域海底以使被测目标从其附近通过；每个单磁通感应线圈单独引信号线至陆地信号处理系统，陆地信号处理系统包括数据采集系统和处理器；

第四步，当磁性被测物在线圈附近以速度V经过时，磁性探测单元中的每个单磁通感应线圈根据距离磁性被测物的远近分别捕捉到磁性被测物引起的线圈周围磁场畸变，产生各自的感应信号；

第五步，数据采集系统对感应信号进行采集，所采信息经过处理器进行信号处理，并使用时频相空间谱解析出目标的特征磁通纹，最终能够反演出被测物与线圈的距离，被测物的移动速度，被测物的运动方向以及被测物体的部分本征信息，实现对目标探测。

其中，上述磁性探测单元中的单磁通感应线圈替换为内外两个单磁通感应线圈，由呈“回”字形的两个单磁通感应线圈构成或者由六边形的内外两个单磁通感应线圈绕制成。

进一步地，上述磁性探测单元中的单磁通感应线圈替换为内外两个单磁通感应线圈，由呈“回”字形的两个单磁通感应线圈构成或者由六边形的内外两个单磁通感应线圈绕制成。

本发明的方法可将其中的磁通感应线圈放置于海底替换为放置在地面或地下，用于检测汽车、火车或飞机。